Nowe przyjazne dla Środowiska kompozyty polimerowe z wykorzystaniem surowców odnawialnych

HTML
DOWNLOAD

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Nowe przyjazne dla Środowiska kompozyty polimerowe z wykorzystaniem surowców odnawialnych"

Urszula Olejniczak
8 lat temu
Przeglądów:

1 GŁÓWNY INSTYTUT GÓRNICTWA Nowe przyjazne dla Środowiska kompozyty polimerowe z wykorzystaniem surowców odnawialnych Projekt realizowany w ramach Działania 1.3 PO IG, Poddziałania Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego oraz ze środków budżetu państwa w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka

2 Zadanie 2. Opracowanie napełniaczy i wzmocnień pochodzenia naturalnego (roślinnego i naturalnego) do przetwarzania z materiałami polimerowymi Główny Instytut Górnictwa Instytut Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich

3 MATERIAŁY ZASTOSOWANE W BADANIACH Skrobia ziemniaczana Skrobia pszeniczna Skrobia kukurydziana Skrobia kukurydziana woskowa Gliceryna Polietylen LDPE i HDPE PE szczepiony bezwodnikiem maleinowym Włókna naturalne/kompozyty (IWNIRZ)

4 PRZYGOTOWANIE SKROBI DO MODYFIKACJI Nawilżenie skrobi plastyfikatorem i granulacja w intensywnym mieszalniku przeciwbieżnym Eirich R 02 Najczęściej stosowane plastyfikatory: Woda Gliceryna Sorbitol Glikol etylenowy i dietylenowy Inne

5 Udarność, kj/m 2. Temperatura zeszklenia, o C. Rm, MPa Wydłużenie, %. Wpływ zawartości gliceryny jako plastyfikatora na właściwości mechaniczne i T g skrobi termoplastycznych [2] Gliceryna, % SKW SP SZ Gliceryna, % SKW SP SZ SKW SP SZ SKW SP SZ Gliceryna, % Gliceryna, % 2. Wilpiszewska K., Spychaj T.: Polimery, 2006, 51, nr 5,

6 Homogenizacja i granulacja mieszaniny skrobi natywnych i gliceryny

7 MODYFIKACJA SKROBI NATYWNYCH W PROCESIE WYTŁACZANIA TPSK TPSP TPSKW

8 WYTŁACZARKA DWUŚLIMAKOWA LEISTRITZ 27 średnica ślimaka 27mm moc napędowa 20 kw stosunek L/D = 44 zakres obrotów ślimaka min -1 z płynną regulacją moment obrotowy ślimaka 190 Nm stały w całym zakresie obrotów pomiar ciśnienia w zakresie od bar z funkcją alarmu

9 PARAMETRY PROCESU WYTŁACZANIA SKROBI NATYWNYCH Rodzaj skrobi Profil temperaturowy wytłaczarki, o C L/D T, S1 S2 S3 S4 S5 S6 P1 P2 o C C, bar M, Nm OS, W, min -1 kg/h SZ SP SK SKW gdzie: SZ skrobia ziemniaczana, SP pszeniczna, SK kukurydziana, SKW kukurydziana woskowa; S1 S6 termostatowane strefy grzewcze; P1 pierścień pośredni pomiaru ciśnienia; P2 płyta mocowania głowicy; T temperatura wytłaczanej skrobi; C ciśnienie wytłaczanej skrobi; M moment obrotowy; OS obroty ślimaków; W wydajność

10 WYTŁACZANIE SKROBI SP SKW L/D = 32

11 NIEPOWODZENIE L/D 44

12 Counts Counts Counts Counts XRD SKROBI MODYFIKOWANYCH TPSWK TPSKW TPSP Q Q 350 TPSZ TPSZ 350 TPSK TPSK Q Q

13 WYTŁACZANIE MIESZANIN PELD/TPS Składnik % wag TPS LDPE 65 47,5 KP 5 7,5 Parametry procesu wytłaczania ślimaki: współbieżne, L/D = 44 strefa zasilania: 140 C strefa uplastyczniania: 160 C strefa dozowania: 180 C obroty ślimaków wytłaczarki: 350 obr/min ciśnienie przed głowicą: bar wydajność procesu: kg/godz.

14 FORMOWANIE KSZTAŁTEK W TECHNOLOGII WTRYSKIWANIA Alburg Allounder: średnica ślimaka: ciśnienie wtryskiwania: siła zamknięcia formy: 25 mm maks bar maks. 500 kn Parametry wtryskiwania: temperatura stopu tworzywa: 180 C ± 2 C temperatura formy: 50 C ± 1 C prędkość wtryskiwania: 190 mm/s czas cyklu: 60 s ciśnienie wtryskiwania: 500 bar ciśnienie docisku: 350 bar

15 MPa WYTRZYMAŁOŚĆ Wytrzymałość na NA rozciąganie ROZCIĄGANIE ,54 15,71 17,23 15,68 17,91 15,55 17,77 14,88 17, PELD TPSK, 30% TPSK, 45% TPSKW, 30% TPSKW, 45% TPSZ, 30% TPSZ, 45% TPSP, 30% TPSP, 45%

16 MPa MODUŁ Moduł SPRĘŻYSTOŚCI, sprężystości, 0, % 0,4% ,61 681,63 503,05 672,03 553,89 688,14 477,73 654, , PELD TPSK, 30% TPSK, 45% TPSKW, 30% TPSKW, 45% TPSZ, 30% TPSZ, 45% TPSP, 30% TPSP, 45%

17 % WYDŁUŻENIE Wydłużenie , , ,95 60,07 78, , ,78 12,95 10,88 PELD TPSK, 30% TPSK, 45% TPSKW, 30% TPSKW, 45% TPSZ, 30% TPSZ, 45% TPSP, 30% TPSP, 45%

18 Przykładowe mieszaniny polimerowe PELD/skrobia termoplastyczna Nr próbki OSNOWA WYPEŁNIENIE KOMPAKT. B22 PELD, 65% SK, 30% PB 3029, 5% B27 PELD, 70% TPSK, 30% - B28 PELD, 70% TPSK, 30% - B29 PELD, 65% TPSK, 30% PB 3029, 5% B30 PELD, 65% TPSK, 30% PB 3029, 5% B31 PELD, 50% TPSK, 45% PB 3029, 5% B32 PELD, 35% TPSK, 60% PB 3029, 5% B33 PELD, 32,5% TPSK, 62,5% PB 3029, 5% B34 PELD, 30% TPSK, 65% PB 3029, 5% B35 PELD, 25% TPSK, 70% PB 3029, 5% B36 PELD, 65% TPSKW, 30% PB 3029, 5% B37 PELD, 47,5% TPSKW, 45% PB 3029, 7,5% B38 PELD, 65% TPSZ, 30% PB 3029, 5% B39 PELD, 47,5% TPSZ, 45% PB 3029, 7,5% B40 PELD, 65% TPSP, 30% PB 3029, 5% B41 PELD, 47,5% TPSP, 45% PB 3029, 7,5%

19 Przykładowe mieszaniny polimerowe PEHD/skrobia termoplastyczna Nr próbki OSNOWA WYPEŁNIENIE KOMPAKT. B54 IWN3, 70% TPSP, 30% B55 IWN3, 60% TPSP, 40% - B56 IWN3, 50% TPSP, 50% - B57 PEHD, 65% TPSP, 30% PB 3039, 5% B58 PEHD, 47,5% TPSP, 45% PB 3039, 7,5% B60 PEHD, 30% TPSP, 60% PB 3039, 10% B62 PEHD, 17,5% TPSP, 70% PB 3039, 12,5% B72 PEHD, 65% TPSPOP, 30% PB 3039, 5% B73 PEHD, 47,5% TPSPOP, 45% PB 3039, 7,5% B74 PEHD, 30% TPSPOP, 60% PB 3039, 10% B80 PEHD, 65% TPSKW44, 30% PB 3039, 5% B81 PEHD, 47,5% TPSKW44, 45% PB 3039, 7,5% B82 PEHD, 30% TPSKW44, 60% PB 3039, 10% B83 PEHD, 65% TPSP44, 30% PB 3039, 5% B84 PEHD, 47,5% TPSP44, 45% PB 3039, 7,5% B85 PEHD, 30% TPSP44, 60% PB 3039, 10%

20 ZREALIZOWANO Przegląd literatury i stanu techniki Opracowano dynamiczny plan badań Opracowano sposób modyfikacji skrobi pod kątem napełniania PE Określono okno przetwórcze uzyskanej skrobi (TG, DSC, XRD) Opracowano technologię wytwarzania mieszanin PE/TPS Przeprowadzono badania uzyskanych materiałów Wytypowano materiały do dalszych badań Zaplanowano kolejne eksperymenty

21 NA ROK 2011 ZAPLANOWANO PRZEPROWADZENIE BADAŃ MAJĄCYCH NA CELU: Określenie wpływu konfiguracji i długości ślimaków zastosowanych do modyfikacji skrobi pod kątem wytwarzania mieszanin polimerowych PE/TPS Określenie wpływy sposobu wprowadzania kompaktybilizatora na właściwości fizykomechaniczne uzyskanych mieszanin polimerowych Ocenę skuteczności modyfikatorów poprawiających wydłużenie PE/TPS Opracowanie jednoetapowego sposobu wytwarzania mieszanin polimerowych PE/TPS Wytworzenie kompozytów na bazie PE/TPS pełniących rolę osnowy wzmacnianych włóknami naturalnymi (GIG + IWNIRZ) Opracowanie technologii modyfikacji skrobi pod kątem uzyskania skrobi termoplastycznej o parametrach zbliżonych do komercyjnych skrobi termoplastycznych

22 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ

Podobne dokumenty

Nowe przyjazne dla środowiska kompozyty polimerowe z wykorzystaniem surowców odnawialnych

Główny Instytut Górnictwa Instytut Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich Nowe przyjazne dla środowiska kompozyty polimerowe z wykorzystaniem surowców odnawialnych Zadanie 2. Opracowanie napełniaczy